Технология FBG зондирования для SHM гидротурбин

Гидроэнергетика является одним из основных возобновляемых источников энергии, получившим широкое распространение во многих странах. Водяные турбины являются важнейшими компонентами гидроэлектростанций, которые преобразуют энергию потока воды в механическую энергию для привода генераторов. Однако работа водяных турбин сопряжена с различными структурными проблемами, связанными со здоровьем, которые могут повлиять на их эффективность и безопасность. Поэтому мониторинг структурного состояния (SHM) водяных турбин становится все более важным в гидроэнергетике. В этой статье мы обсудим проблемы, которые может решить технология обнаружения волоконных решеток, и то, как компания Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (сокращение от DCYS) может поддерживать SHM водяных турбин в гидроэнергетике.

Принцип работы волоконных брэгговских решеток:

Волоконные брэгговские решетки (FBG) представляют собой периодические структуры, записанные в сердцевине оптического волокна. Эти структуры отражают определенную длину волны света, которая определяется периодичностью решетки. При воздействии механической или термической деформации на решетку отраженная длина волны изменяется предсказуемым образом. Отслеживая отраженную длину волны, можно обнаружить изменения деформации, температуры и других параметров. Датчики FBG могут использоваться для мониторинга широкого спектра параметров, включая деформацию, напряжение, температуру и вибрацию.

Нажмите на ссылку ниже для получения дополнительной информации:

Принцип работы волоконных брэгговских решеток - Принцип FBG - Принцип датчика FBG - Принцип измерения температуры, деформации, напряжения, вибрации и формы с помощью FBG

Распространенные проблемы с состоянием конструкций водяных турбин:

Водяные турбины подвержены различным проблемам с состоянием конструкций, таким как усталостное растрескивание, деградация материала, кавитационная эрозия и повреждения, вызванные вибрацией. Эти проблемы могут привести к снижению эффективности и производительности турбин и даже к катастрофическому отказу.

Физическая схема тензодатчика (тензодатчика) OFSCN® с оптоволоконной решеткой Брэгга (FBG) - несимметричный, длина 1 м­­

Почему необходим мониторинг состояния водяных турбин:

Мониторинг состояния водяных турбин необходим для обеспечения их безопасной и эффективной работы. Отслеживая состояние конструкций водяных турбин, операторы могут обнаруживать ранние признаки повреждений, оценивать их серьезность и соответствующим образом планировать мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту. Кроме того, мониторинг состояния может помочь улучшить конструкцию и эксплуатацию водяных турбин, предоставляя ценную обратную связь об их производительности и надежности.

Физическая схема датчика деформации OFSCN® с волоконной брэгговской решеткой 6000 мкм (тензодатчик FBG диаметром 2,0 мм)­­

Трудности при мониторинге состояния водяных турбин:

Мониторинг состояния водяных турбин представляет сложность из-за нескольких факторов. Во-первых, суровые условия эксплуатации водяных турбин, включая высокое давление, высокие температуры и высокий уровень вибрации, затрудняют установку и обслуживание систем зондирования. Во-вторых, сложная геометрия и материалы водяных турбин требуют индивидуальных решений для зондирования, которые могут адаптироваться к различным местам и условиям измерений. В-третьих, крупномасштабный и распределенный характер гидроэлектростанций затрудняет сбор и анализ огромного объема данных, генерируемых системами зондирования.

Какие проблемы может решить технология FBG-зондирования:

Технология FBG-зондирования может решить некоторые проблемы, с которыми сталкивается мониторинг состояния водяных турбин. Во-первых, датчики FBG имеют малый размер и могут быть легко встроены в конструкцию водяных турбин, сводя к минимуму влияние на их производительность. Во-вторых, датчики FBG обладают высокой чувствительностью и могут одновременно измерять несколько физических параметров, предоставляя всестороннюю информацию о состоянии конструкций водяных турбин. В-третьих, датчики FBG могут быть объединены в сеть для создания распределенной системы зондирования, которая может охватывать большую площадь и обнаруживать распространение повреждений в реальном времени. Наконец, датчики FBG невосприимчивы к электромагнитным помехам, что делает их пригодными для использования в суровых условиях водяных турбин.

Recommended fiber grating  strain demodulator:

6000με датчик деформации на волоконной брэгговской решетке  - FBG Strain Gauge - Metal Encapsulation - High Temperature FBG Strain Sensor

Продукт представляет собой датчик деформации на волоконной брэгговской решетке (тензодатчик FBG), герметизированный в трубке из высокоэластичного сплава, используемый для измерения деформации. В большинстве случаев это одноканальная конструкция с одним концом, или может быть изготовлена как многоканальная конструкция с одним концом. В редких случаях это может быть двухконцевая конструкция. Датчик может быть изготовлен по индивидуальному заказу как радиационно-стойкий датчик деформации на волоконной брэгговской решетке или высокотемпературный датчик деформации на волоконной брэгговской решетке. Способ установки продукта зависит от вспомогательных креплений: он может быть непосредственно вставлен в испытуемый объект, или установлен путем поверхностной сварки с соответствующими креплениями, закреплен болтами в просверленных отверстиях, приклеен на поверхность, зафиксирован ремнями или зажимами, среди прочих методов установки. Этот продукт является базовым конструктивным продуктом, который может быть откалиброван как датчик перемещения FBG или использоваться как датчик напряжения FBG.

OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor Product Summary:

The OFSCN® 6000με FBG Strain Sensor (Тензодатчик FBG) состоит из волоконно-оптических соединителей (FC, SC, LC, ST и т.д.), трубок из высокоэластичного сплава и одноточечной/многоточечной герметизации FBG.

It can also be customized as radiation-resistant FBG strain sensor or high-temperature resistant FBG strain sensor.

Этот продукт отличается малыми размерами, легким весом, высокой прочностью на растяжение и сжатие, водонепроницаемостью, влагозащищенностью и полной герметизацией. Используя деформационные характеристики FBG, этот датчик может быть вставлен, зажат, установлен на поверхность, приклеен или встроен в измеряемую конструкцию для выполнения обнаружения и мониторинга деформации.

6000με датчик деформации на волоконной брэгговской решетке  - FBG Strain Gauge - polymer material packaging - metal protection strain sensor - range 6000με/8000με

Этот продукт представляет собой высокодиапазонный датчик деформации на волоконной брэгговской решетке (тензодатчик FBG), используемый для измерения деформации. Он может использоваться в одноконцевой конструкции, где вставляется в измеряемый объект для измерения деформации. Он также может использоваться в двухконцевой конструкции, где фиксируется с помощью крепления или приклеивается непосредственно к поверхности для измерения деформации, что позволяет проводить многоточечное измерение деформации при последовательном соединении. Конструкция этого продукта аналогична конструкции датчиков напряжения на волоконной брэгговской решетке.

Обзор продукта:

The OFSCN® high-range датчик деформации на волоконной брэгговской решетке  (Тензодатчик FBG) состоит из волоконных соединителей (FC, SC, LC, ST и т.д.), высокоэластичных материалов и одноточечной герметизации FBG. В зависимости от используемых материалов он может работать при комнатной температуре или при максимальной высокой температуре 120 градусов Цельсия (возможно изготовление по индивидуальному заказу).

Этот продукт характеризуется малыми размерами, легким весом, высокой прочностью на растяжение и сжатие, водонепроницаемостью, влагозащищенностью и полной герметизацией. Используя деформационные характеристики FBG, этот датчик может быть вставлен, приварен, приклеен или прикреплен к внутренней части или поверхности испытуемой конструкции для обнаружения и мониторинга деформации.

Пекинская компания Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.:

Компания Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (сокращение от DCYS) является профессиональным производителем датчиков с волоконными решетками, демодуляторов волоконных решеток и системного программного обеспечения. Специализируется на производстве различных датчиков с волоконными решетками, включая датчики температуры, деформации, напряжения, смещения, вибрации, формы и т. д. DCYS также производит демодуляторы с волоконными решетками и может настраивать и разрабатывать соответствующее прикладное программное обеспечение.

Рекомендуемый демодулятор волоконной решетки:

Интеррогатор волоконных брэгговских решеток

Псевдоним продукта: Fiber Bragg Grating Interrogator, FBG Interrogator, Fiber Bragg Grating Analyzer, FBG Sensor Interrogator, Optical Sensing Interrogator, Fiber Optic Grating Interrogator, Fiber Bragg Grating Demodulator, FBG Demodulator, Fiber Optic Grating Demodulator, High-Speed FBG Interrogator, 100Hz FBG Demodulation Unit, Web-based FBG Software, Multi-channel Optical Analyzer, Modbus FBG Gateway.

Этот продукт представляет собой высокоскоростной/высокочастотный демодулятор ВБР производства компании Пекинская компания Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®). Этот опросчик совместим со всеми спецификациями и моделями OFSCN® Датчики ВБР (включая датчики температуры, напряжения и деформации ВБР). Он имеет регулируемую плотность портов (4, 8, 16 и 32 канала), высокая частота обновления (10, 20, 50 и 100 Гц).

DCYS помогает выполнять SHM водяных турбин:

Благодаря нашим знаниям и опыту DCYS может помочь гидроэнергетической отрасли решить некоторые проблемы, связанные с SHM водяных турбин.

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

Другие моменты, требующие уточнения:

В заключение, технология обнаружения волоконных решеток показала большой потенциал в мониторинге состояния конструкции водяных турбин в гидроэнергетике. Благодаря высокой точности, чувствительности и надежности он может обнаруживать и диагностировать различные типы проблем со здоровьем конструкций, такие как усталость, растрескивание, деформация и смещение, в режиме реального времени и удаленно. По сравнению с традиционными технологиями измерения технология обнаружения с использованием волоконных решеток имеет множество преимуществ, в том числе небольшой размер, легкий вес, простоту установки и низкие затраты на техническое обслуживание, что делает ее более подходящей для суровых и динамичных условий гидроэнергетической отрасли.